[发明专利]一种钻井井深的精确录取方法

说明书

本发明是一种精确确定钻井井深的录井方法，属于石油天然气和地质钻井范畴。现代录井技术在基础理论，应用设备和软件等方面都在不断地完善和改进。但在钻井过程中，在某些特殊工况下，基于没有完善的理论基础做保证，现场录井软件还没有解决如何准确地记录“井深”这一最基本和最重要参数的问题，例如：(1)当因某种原因，在以某一钻压(如200KN)钻进时，突然停转盘并上提钻具，大钩负荷为150吨，重新下放钻具使钻头接触井底，并逐渐增加钻压钻进，如果钻压(如180KN)小于提起前的钻压，虽然已开始钻进，由于方入未达到提起前的数值，录井仪认为不是在钻进，屏幕显示的“工作状态”为“钻头离开井底”(BIT OFF BOTTOM)，“钻压”为“0 KN”，“大钩负荷”为“1320 KN”。而此时的实际情况是(根据钻井用马丁代克仪表)：“工作状态”为“钻进”(DRILLING)，“钻压”为“180 KN”，“大钩负荷”为“1320 KN”。如果保持较小钻压(180 KN)钻进，只有在方入等于或大于提起前的方入时，录井才认为是以180 KN的钻压钻进。在这种情况下，存在三个明显的矛盾：

a.录井仪与马丁代克仪表的不一致；

b.在钻具未发生变化的情况下，大钩负荷减少值刚好等于钻压值，而

  “钻压”却为“0 KN”，那么大钩负荷减少值到哪里了呢？

c.为什么只有在方入等于或大于提起前的方入时，录井才认为开始钻

  进，而且钻压立即显示为180 KN，不是逐渐从小到大增加的？(2)若因某种原因造成一定吨位的溜钻(如280KN)，提起后以正常钻压恢复钻进(如200KN)，也存在类似第一种情况的矛盾。上述问题经常发生在接单根，井下突然的蹩跳钻，地面设备故障等重新恢复钻进后。例如由于地层原因多次反复出现严重的蹩跳钻现象，不得不频繁上提钻具并改变钻进参数，而录井经常无法正确反映井下实际工作状况和参数，如果井较深，地层坚硬，可钻性差，方入恢复需要很长时间，因此录井仪器在很长时间内无法正确工作。如果进行手动调节和参数设定，会使井深误差忽小忽大。到目前为止，录井界对如何实现在任何情况下都能准确地描述井深，还没有较为全面的研究，所有的现场应用都是用转盘面以下钻具的总丈量长度来粗略表示。普遍认为上述描写的问题确实存在，是在较短时间内的问题，几乎不影响录井和作业。有的专家认为要考虑钻具在井内的自然伸长，推荐在钻具的总丈量长度上附加千分之一，但在计算机录井中没有应用。在录井设备和技术更加先进的今天，如果不能准确地计算井深，其它参数的精度也就无从谈起。本发明基于对造成泥浆录井井深误差和工况错误的原因分析钻具在井内的伸缩是造成方入随钻压和扭矩变化的根本原因，即钻具在长度方向上的弹性形变(伸长或缩短)就是造成泥浆录井中“深度”误差的原因。影响因素有：

        1.钻具总长度(或井深)，钻具越长，伸缩越大；

        2.钻具弹性(即钢级)，弹性越好，伸缩越大；

        3.钻压，钻压越大，缩短越大；

        4.转盘扭矩，扭矩越大，缩短越大，但与钻压比影响甚小。本发明的井深″标定″方法包括下列步骤：1.计算钻具自由伸长量：按井内实际使用钻具的物理和机械性能和受力，计算钻具在自由悬挂时的伸长量。主要计算钻杆部分的伸长量，由于钻铤相对整个钻具而言其长度很小且刚度很大，可不计钻铤部分，其误差在允许精度以内。其计算方法已广为人知。2.″吨位井深″与实际井深：确定一个新的定义：″吨位井深″，英文可定义为(Ton-Depth)，即在某一钻压值时，转盘面以下的钻具的总长度(丈量长度加上伸长量)加上方入值。单位是：米/若干吨。″吨位井深″只有在钻头接触井底的状态下才能提及，不同的钻头吨位对应不同的″吨位井深″值，严格符合虎克定律。

        HT＝L+ΔL+K                                        (1)

        式中：HT  吨位井深，米/若干吨

              L   钻具总丈量长度，米

              ΔL 钻具的自由伸长量，米

              K   方入，米3.井深标定步骤：

(1)司钻将提离井底的钻具慢慢下放接触井底，并逐渐地分级加压到某一

   钻压，在这个过程中由录井仪自动采集至少三个以上点的钻压值和对

   应的方入数据，注意排除因摩擦力等原因引起的坏点；